鋼結構防腐蝕問題的探討及對策
1.鋼結構除銹
除銹工藝是鋼結構防腐蝕的前提與保證，常用的表面處理方法有：
1.1手工處理
用手工可以除去工件表面的氧化皮和銹跡，但手工處理清理不徹底,質量差,生產(chǎn)效率低。
1.2化學處理
主要是利用堿性或酸性溶液，使工件表面的油污及氧化物溶解在堿性或酸性的溶液中，以達到去除工件表面氧化皮、銹跡及油污的目的。但若時間控制不當，即使加緩蝕劑，也能使鋼材產(chǎn)生過蝕現(xiàn)象。對于較復雜的結構件和有孔的零件，若處理不當，浸入孔穴或縫隙中的余酸難以徹底清除，將成為隱患，因此化學處理適用于對薄板件清理。且化學物質易揮發(fā)，成本高，若化學排放處理不當，會對環(huán)境造成嚴重的污染。隨著人們環(huán)保意識的提高，這處理方法正被機械處理法取代。
1.3機械處理法
主要包括噴丸法和拋丸法。噴丸又分為噴丸和噴砂。用噴丸進行表面處理，打擊力大，清理效果明顯。但噴丸容易使薄板工件變形，且無法徹底清除油污。清理效果最佳的還應是噴砂，適用于工件表面要求較高的清理。拋丸法清理是利用離心力將彈丸加速，拋射至工件進行除銹清理的方法。H型鋼構件焊接完成后進入拋丸除銹封閉空間，可以對鋼構件表面的中銹以下程度的表面進行拋丸除銹，拋丸除銹工藝除具有除銹作用以外，還可以消除H型鋼構件焊接完成以后產(chǎn)生的殘余應力，改善鋼構件施加荷載后的受力狀態(tài)。采用拋丸除銹設備，與采用傳統(tǒng)的手工除銹、噴砂除銹相比，具有抗腐蝕年限更長、改善構件應力狀態(tài)的特點。但拋丸受場地限制，在工件內(nèi)表面易產(chǎn)生清理不到的死角，設備結構復雜，葉片等零件磨損快，一次性投入費用高。
2.鋼結構防腐蝕
鋼結構銹蝕速度規(guī)律：①先快后慢；②沿?；虺睗癍h(huán)境快；③重工業(yè)區(qū)是市區(qū)的2倍，是山區(qū)、田園的10倍；④無防銹層比有防銹層快5倍；⑤室外為室內(nèi)的4倍。
鋼結構防腐蝕是鋼結構設計、施工、使用中必須解決的重要問題，它牽涉到鋼結構的耐久性、造價、使用性能、維護費用等諸多問題。
2.1鋼結構腐蝕的原因
鋼材受腐蝕的原因很多，可根據(jù)環(huán)境介質的不同分為化學腐蝕和電化學腐蝕兩大類?；瘜W腐蝕也稱干腐蝕，是指鋼材在常溫或高溫下發(fā)生的氧化或硫化作用。鋼材的氧化是由于它同氧化性介質接觸產(chǎn)生化學反應而形成的。氧化性介質有空氣、氧氣、水蒸氣、二氧化碳、二氧化硫和氯等，反應后生成疏松的氧化物。其反應速度隨濕度、溫度的增加而加速，特別是干濕交替環(huán)境下腐蝕更為厲害。
電化學腐蝕亦稱濕腐蝕，是由于電化學現(xiàn)象在鋼材表面產(chǎn)生局部電池作用的腐蝕。鋼材在潮濕的空氣中，由于吸附作用，在其表面覆蓋一層極薄的水膜，由于表面成分或受力變形的不均勻，使鄰近的局部產(chǎn)生電極電位的高低差，形成了許多微電池。在陽極區(qū)，鐵被氧化成Fe離子進入水膜。水中溶有來自空氣的氧，在陰極區(qū)，氧被還原成OH根離子，兩者結合成不溶于水的Fe(OH)2，并進一步氧化生成疏松易剝落的鐵銹Fe(OH)3。
鋼材在大氣中的腐蝕，是化學腐蝕和電化學腐蝕同時作用所致，但以電化學腐蝕為主。根據(jù)裸露鋼板在所處環(huán)境的腐蝕程度，ISO 12944將大氣的腐蝕等級分為五個級別，對于不同的腐蝕環(huán)境以及防腐年限，ISO 12944對防腐涂層系統(tǒng)的選擇進行了指導并且規(guī)定了涂層系統(tǒng)的最小干膜厚度。例如，對于C4的大氣腐蝕環(huán)境及高的防腐年限（大于15年），可選用75微米的環(huán)氧富鋅底漆，150微米的環(huán)氧云鐵中間漆，以及50微米的聚氨酯面漆，總干膜厚度為275微米。
2.2鋼結構維護防腐蝕的常用方法
鋼材的腐蝕有材質的原因，也有使用環(huán)境和接觸介質等原因，因此防腐蝕方法也有所側重。
2.2.1采用抗腐蝕的耐候鋼。一般含有磷、銅、鎳、鉻、鈦等成分，使金屬表面形成保護層，耐腐蝕性能優(yōu)于一般結構用鋼的鋼材稱為耐候鋼，其低溫沖擊韌性也比一般的鋼材好。
2.2.2長效防腐蝕。金屬保護層是用具有陽極或陰極保護作用的金屬或合金，通過電鍍、熱鍍、噴鍍、化學鍍和滲鍍等方法，在金屬表面上形成金屬保護層來隔離金屬與介質的接觸，或利用電化學作用對金屬加以保護，防止腐蝕。主要有熱浸鋅、熱噴鋁（鋅）復合涂層兩種方法。
2.2.3化學保護層法，是用化學或電化學的方法，使金屬表面生成具有耐腐蝕性能的薄膜，以隔離金屬與腐蝕介質接觸，如鋼鐵的鈍化和磷化處理。
2.2.4普通涂層法，是用涂料、塑料或搪瓷等材料，通過涂刷、噴涂等方法，在金屬表面形成非金屬保護膜，使金屬與腐蝕介質隔離。鋼結構就是利用表面涂裝防止腐蝕的。室內(nèi)鋼結構或相對易于維護的室外鋼結構多用涂層法防腐，因其防腐蝕性不如長效防腐蝕方法。涂層法施工的第一步是除銹，一般多用噴砂、噴丸除去所有的油污和銹跡。要根據(jù)周圍的環(huán)境選擇涂層，而且不同的涂層對不同的腐蝕條件有不同的耐受性。
高性能的防腐涂料通常為三道漆體系：底漆，中間漆和面漆。
(1)底漆含基料少，粉料多，成膜粗糙，與鋼材粘附力強，與面漆結合性好。在腐蝕性強的環(huán)境中，通常選擇富鋅底漆。在腐蝕性較弱的環(huán)境中，通常選擇磷酸鋅底漆。環(huán)氧富鋅底漆與無機硅酸鋅底漆相比具有以下優(yōu)點：其一在底漆與中間漆之間，不需要封閉漆；其二對空氣濕度不敏感，因為環(huán)氧富鋅底漆一般是基于環(huán)氧樹脂、聚胺或聚酰胺的固化機制，不需要空氣中的水分參與固化；其三可自身修補，且具有較強的結合力。目前，環(huán)氧富鋅底漆已被廣泛地應用于鋼結構的防腐。
(2)高性能涂裝體系的中間漆通常為環(huán)氧云鐵漆，相互交錯的層片狀的云鐵會有效地阻滯水分、氧及電解質的滲透，從而使中間漆具有更好的阻隔保護功能。另外，環(huán)氧云鐵中間漆中的云鐵能夠延長涂覆面漆的時間窗口，改善涂覆的性能。
(3)面漆的基料多，成膜有光澤，能保護底漆，并能抗風化。由于大多數(shù)鋼結構建筑有防止光澤度喪失及褪色等要求，所以采用保色性和保光性好的高性能面漆可以節(jié)約大量的后期維修費用。
涂層的施工要有適當?shù)臐穸群蜏囟?。涂層的施工環(huán)境粉塵要少，構件表面不能有結露。涂裝后4小時之內(nèi)不得淋雨。涂層一般做4~5遍。
2.3鋼結構防腐蝕工藝的相關問題
鋼結構設計中的構件尺寸要與防腐蝕工藝相協(xié)調。如果采用熱浸鋅方法作長效防腐蝕處理時，構件長、寬、高均受熱浸鋅鍍槽尺寸的限制。
防腐蝕工藝流程對鋼構件構造處理有不同要求。例如熱浸鋅時，構件整體受高溫作用，因而管狀構件不允許兩端封閉，若有封閉空腔則會在鍍鋅時由于內(nèi)部空氣膨脹而爆裂，造成安全事故。為了解決管狀構件內(nèi)部防腐蝕處理的不便，在采用熱噴鋁復合涂層或涂層法時，要將管狀構件兩端作氣密性焊接封閉。
鋼結構構件或鋼板焊接連接時，若互相之間有貼合面，則在貼合面內(nèi)的防腐蝕處理會不徹底，經(jīng)長期銹蝕會影響結構的耐久性，因此應該避免?，F(xiàn)場焊接之前應將焊縫附近的防腐蝕層清除，這也就破壞了防腐蝕涂層。對于油漆等涂料，只要重新涂覆即可。對于長效防腐蝕涂層，如熱噴鋁或熱浸鋅，現(xiàn)場很難恢復，因而只能用效果相近的涂料作補救處理。
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